CC2650DK-见识 （上）

大家好 今天我给大家简单介绍一下 TI 针对 SimpleLink Wireless 推出的开发套件 CC2650DK 首先我们来看一下 CC2650DK 的组成 它上面有一个 CC2650EM 的模块 还有 smartRF06 的通用平台 然后以及板载的 XDS100V3 的调试器 那我首先来介绍一下 CC2650 这颗芯片 那么这颗芯片呢它是内置了强大的 ARM Cortex-M3 内核 具有独立的超低功耗传感器控制器 可以说是一个协处理器 主要用于传感器 独立的传感器检测这一块 然后它最大支持八个电容触摸按键 那我们来看一下它的 radio 部分 2.4G 收发器兼容低功耗蓝牙 4.1 规范和 IEEE 802.15.4 的 物理层和 MAC 层 优秀的接收灵敏度 802.15.4 可以有-100个dBm的接收灵敏度 可编程输出功率最大可达到 +5dBm 同时我们也可以用一些 像 2591 这样来扩大它的这个发射功率 TI 也是有这一块的参考设计的 然后内置了 AES128 的安全模块 以及真正的随机数发生器 我们来看一下CC2650的内部的一个结构图 首先我们看到他的主cpu是这个 Cortex-M3 在主CPU周边的主要是 JTAG ROM FLASH RAM 这样的一些基本的单元 我们再看一下主 cpu 的 一些通用的外设和模块 有 I2C UART I2S GPIO AES μDMA 那看门狗啊 这些SPI Timer 这些基本的外设 还有内置的 DC-DC 的转换器 我们再来看到这边它是 Sensor controller 那就是所谓的传感器控制器 传感器控制器的引擎 那我们可以看到传感器控制器 有一些他自己的外设 那就是 ADC 比较器 SPI I2C 这种 sensor 的结构 还有一些定时器到数值转换的 这些接口主要也是传感器的 还有他自己的 2K 的 SRAM 那其实这些外设他也可以共享给我们的 主 cpu 来使用 这 2K 的 SRAM 其实是主要用于一个程序的执行 那我们在cpu在启动的时候 它会加载这个 sensor controller 外设的一些配置 到这个 SRAM 里面来执行 那最后我们来看一下 RF core 部分 我们的 RF core 部分呢 我们可以看到这是 ADC DAC 啦 这些前端的东西 类似的有 DSP Modem 还有这个主要是用一些 他自己的一些运算处理的东西 我们可以看到它有个自己的内核 那就是 ARM Cortex-M0 内核 同时它具有自己独立的 ROM 和 SRAM 那这个 ROM 其实就是 我们整个 RF core 部分处理的这个 这个固件其实是已经出厂的时候就已经固化了 我们的用户是不可以操作的 那这样的话就大大的简化了我们对 RF 部分的操作 那他和主 CPU 之间的这种交流 主要是靠一些集成的命令进行交流 我们可以在后面介绍 我们来看一下主 CPU 主 CPU 呢它包含 CM3 的内核 那这个呢主要是用于 运行那个应用程序和上层协议栈 集成超低功耗 睡眠模式 我们的功耗对于我们这种 这种 SOC 啊互联网的应用 用户是非常关注的 确定的高性能的中断处理 这个呢可以针对我们的时间临界应用 有特有的优势 我们看一下 这是我们数据手册中 关于 Memory 部分的一个截图 我们可以看一下 首先我们看这个 OnChip Flash 其实地址是 0000 这个地方 SRAM 在起始地址 2000 这个一般都是这样一个分布 我们再接着往上看 可以看到 RF core 部分的 RAM 2100 开始 那我们接着看几个比较关键的地方 那就是 system cpu的这个信号链 硬件的信号链 大概在 4008 的这个位置 那这个硬件的信号链呢 主要用于我们这些主cpu 和两个协处理器之间的信息交流 继续往上看 可以看到 AUX 这一块 其实这一块就是这个 sensor 协处理器部分的一些地址 module 的地址 就是 400E 这个地方 同时也可以看到他也有自己的 硬件的 Semaphores 那这个就是 sensor controller 和主 CPU 打交道的 Semaphores 那我们在 Cortex-M3 的这个构架中 400E 的这个地址应该是在 AHA APB 的这个桥 或者 AHB 的桥这个这个位置 它这样可以直接和 CPU 和进行交流 我们来看 RF core RF core 部分呢它包含一个 ARM Cortex-M0 这个是操作模拟射频和基带电路的直接接口 通过在一个给定的数据包结构体中 组装信息位来处理系统侧的往来数据 RF core 为主 CPU 提供 高级别的基于命令的API RF Core 具有自主处理 radio 协议 时间临界方面的能力 因此它解放了主 CPU 并为用户应用留下更多的资源 也就是说我们在前端 RF 在处理这个 802.15.4 的一些 内置的这个 MAC 层的东西的这些终端啊等等 这些和时间有关的 那我们它可以在这个 M0 内核中直接把它做掉了 那这样的话就不需要我们的主 cpu 来参与这个事情 那就大大的解放了我们的主 cpu 那么 RF core 呢具有一个专用的 4K 的 SRAM 那它 RF core 里面内置的程序是从 他自己的单独的 ROM 中运行的 用户是不可以对 ARM Cortex-M0 进行编程的 一般都是出厂 出厂直接预置的程序 那我们来看一下 RF core overview 我们可以我们先看一下 RF core 这部分 RF core 这部分呢 主要是有它 radio CPU 的那个 Cortex-M0 内核 然后它是通过 L2 的一个链接 和他的 RF 的前端进行一个交流 那我们看往这边看 可以看到一个 BUS bridge BUS bridge 呢就是一个总线的桥 那这个桥其实主要是用于 和我们的主的 cpu 进行交流 那我们可以看到这边 它是一个 L1 的连接的总线 那这个总线上 我们可以看到它主要连接了 我们的安全的子系统 我们的 RAM 我们的 Flash 我们接下来看一下 这个 cpu 之间的信息交流的一个数据流的 我们来看一下 System CPU 和 radio 和 radio cpu 之间 主要是像前面介绍的靠 BUS bridge L1 L2 进行交流 那这里有很特别的地方 就是 radio cpu 的中断处理 它可以直接把这个中断 提交给我们的 radio cpu 同时它也可以把这个中断 提交给我们的主的 cpu 主的 CPU 这边是一个 event 构造 那我们 radio cpu 的中断处理的这一部分 它封装成一个叫 Radio Doorbell 这样一个模块 我们继续看一下 前面讲到的这个关于 802.15.4 命令的一些封装 我们通过数据手册中的 几个主要的命令的列表 我们来看一下 比如说我们要发送 transmit 这个数据包 那我们可以看到这个命令的 ID 是 2C01 那我们就可以针对这个 2C01 进行一些特定的结构体数据 位进行填充封装来实现 将我们的数据提交给我们的 RF core 进行发射 像一些什么 CSMA 这些机制的处理 我们可以很简单地通过一条命令进行进行操作 大大的简化了用户端的程序设计 接着往下看 接下来我们来看一下 CC2650 有很特别的东西 就是它的 Sensor Controller 也就是说我们的传感器控制 传感器控制器引擎 我们这个传感器控制器呢 它包含可在待机模式下 他可选择性的私人的一个模块 就是说这个区域中的外设 设备可以有传感器控制器引擎控制 它是一种专用的功率优化的cpu 该处理器可以自主的读取 和监测传感器或执行其它任务 从而大大降低了功耗并解放了主cpu 传感器控制器可以通过 PC 配置工具来配置 那么 TI 提供的这个工具的名称是 Sensor Controller Studio 传感器控制器中的外设 也可以被主的应用处理器来控制 我们来看一下数据手册中 对于这一部分的几个注意的地方 那 TI 呢提供这样一个工具链呢 用于写我们这个控制器的软件 那我们可以通过 Sensor Controller Studio 它是一个完整的集成工具 包含了 IDE 编译器 链接器等等 那这个工具链呢 它可以写类似 C 语言的这样一个代码 然后呢为我们这个控制器 同时它是一个功率 和事件管理的这样一个框架 被包含在这个 sensor 的处理里面 我们继续往下看 可以看到 我们这个 tool chain 呢 还支持我们这个 JTAG 来调试程序 最后看一下 Sensor Controller Studio 输出的驱动 它是可以被主的 CPU 进行配置和使用的 然后呢主要是针对这个 Sensor Control 的 同时可以作为机器代码 然后呢在启动的时候 被 copy 到我们这个 Sensor Control 的 RAM 中来执行 好 接着往下看 来看一下这个 Sensor Control 这一块的一个框图 我们可以看到在 Event BUS 事件的总线这边 主要都是我们的 传感器控制器的一些特定的外设 还有比如我们的 ADC 啊 Timer 啊 IO control 啊 还有一些模拟的外设接口 我们在另外一边就是一个外设的桥 那就是 P Bus 也就是我们整个 整个芯片的一个那个外设的桥 我们看到这边主要是指向呢 我们的事件控制器 事件控制器指向了 sensor control sensor control 有它自己独有的 RAM 然后以及 HardWare Arbitrator 抽象的一个东西 然后这个地方才 和我们的 system CPU BUS 是一个交流